Synthesis and applications of large supramolecular nanocapsules: matryoshka-type masks, higher fullerene C84 purification and stabilization of metallic clusters and sub-nanoparticles

Abstract

The development of supramolecular assemblies with big cavities is important to recognize specific guests or infer a chemo- or regioselective chemistry, in analogy to natural enzymes. The objective of this thesis was to design, synthesize and characterize new 3D supramolecular nanocapsules bearing large cavities to use them in different applications. Four new self-assembled nanocapsules were developed by self-assembly of Zn-TCPP with pTp or ppp (diarylalkyne- or terphenyl-based) macrocyclic ligands complexed with Pd or Cu, which lead to two different cavity sizes depending on the selected ligand. Then, host-guest studies for each nanocapsule were performed with different guests including fullerene-C60, the C60⸦[10]CPP complex, higher fullerenes and the azafullerene-(C59N)2. Furthermore, the synthesis of metallic nanoparticles was investigated in the presence of supramolecular nanocapsules

El desenvolupament d'assemblatges supramoleculars amb cavitats grans és important per tal de reconèixer substrats específics o inferir un control en la quimio- o regioselectivitat d’un procés químic, en analogia als enzims naturals. L'objectiu d'aquesta tesi era dissenyar, sintetitzar i caracteritzar noves nanocàpsules supramoleculars 3D amb grans cavitats per utilitzar-les en diferents aplicacions. En concret quatre noves nanocapsules autoensamblades van ser desenvolupades. L’autoensamblatge de Zn-TCPP amb lligands macrocíclics pTp o ppp (basats en diarilalquí o terfenil, respectivament) complexats amb Pd o Cu va donar lloc a dos mides diferents de cavitat depenent del lligand. Seguidament, es van realitzar estudis d’afinitat per a cada nanocàpsula amb diferents substrats, incloent ful·lerè-C60, el complex C60⸦[10]CPP, ful·lerens d’ordre superior i l’azaful·lerè-(C59N)2. A més, s’ha investigat la síntesi de nanopartícules metàl·liques en presència de nanocàpsules supramoleculars